- •Фгбоу впо Кубанский государственный аграрный университет Анапский филиал Рабочая тетрадь по математике
- •1.1. Матрицы и определители 4
- •1. Элементы линейной алгебры
- •1.1. Матрицы и определители
- •1.1.1. Матрицы, основные определения
- •1.1.2. Определители второго и третьего порядка. Их свойства.
- •1.1.3 Алгебраические дополнения и миноры.
- •1.1.4. Вычисление определителя разложением по элементам строки (столбца).
- •1.1.5. Понятие об определителе n-го порядка.
- •1.1.6. Алгебра матриц: сложение, умножение на число, произведение матриц.
- •1.1.7. Обратная матрица.
- •Ранг матрицы
- •1.2. Системы линейных уравнений.
- •1.2.1. Решение систем линейных алгебраических уравнений по формулам Крамера.
- •1.2.2. Решение систем линейных алгебраических уравнений матричным способом.
- •1.2.3 Решение систем линейных алгебраических уравнений методом исключения неизвестных (метод Гаусса).
- •1.2.4 Однородная система
- •2. Комплексные числа
- •2.1 Комплексные числа, их геометрическое толкование. Модуль и аргумент комплексного числа.
- •2.2 Алгебраическая и тригонометрическая форма записи комплексных чисел. Показательная форма записи комплексных чисел (формула Эйлера).
- •2.3 Алгебраические действия с комплексными числами.
- •2.4 Полярная система координат. Ее связь с декартовой системой координат.
- •Задачи для самостоятельного решения.
1.1.2. Определители второго и третьего порядка. Их свойства.
Рассмотрим квадратную матрицу второго порядка
|
|
|
|
|
(3) |
и |
(4) |
||
|
|
|
Определителем
второго порядка (4) квадратной матрицы
(3) называется число
.
Например,
,
Определителем
квадратной матрицы третьего порядка
называется число:
Чтобы запомнить какие произведения следует брать со знаком плюс, а какие со знаком минус, можно пользоваться следующим схематично изображенным правилом:
Рассчитайте значения определителей:
1.
2.
3.
4.
5.
Свойства определителей.
Определитель не изменится, если строки определителя заменить соответствующими столбцами.
Докажем это на примере определителя второго порядка. Вычислим:
и
Поскольку
,
то
Доказать самостоятельно для определителя третьего порядка:
Общий множитель элементов какой-либо строки (столбца) определителя может быть вынесен за знак определителя.
Действительно:
Если элементы одной строки (столбца) определителя соответственно равны элементам другой строки (столбца) определителя, то определитель равен нулю.
Самостоятельно докажите для определителя III порядка.
При перестановке двух строк (столбцов) определитель меняет свой знак на противоположный.
Самостоятельно доказать для определителя III порядка.
Определитель не изменится, если к элементам одной строки (столбца) прибавить соответственно элементы другой строки (столбца), умноженные на одно и то же число (теорема о линейной комбинации параллельных рядов определителя).
Действительно, покажем на примере:
1.1.3 Алгебраические дополнения и миноры.
Минором
Mij
элемента
ij
определителя третьего порядка называется
определитель второго порядка, который
получается, если в исходном определителе
вычеркнуть строку i
и столбец j,
содержащие элемент
ij.
Алгебраическим
дополнением
элемента
ij
называется его минор, умноженный на
(-1)k,
где k=i+j;
.
Для матрицы
найдите алгебраические дополнения
элементов
13,
22,
12,
23:
1.1.4. Вычисление определителя разложением по элементам строки (столбца).
Теорема 1: Определитель третьего порядка равен сумме произведений элементов любой его строки или столбца на их алгебраические дополнения.
Проверьте самостоятельно для i=2; j=1.
Доказательство.
Теорема 2: Сумма произведений элементов какой-либо строки (столбца) определителя на алгебраические дополнения элементов другой строки (столбца) равна нулю.
Квадратная
матрица A
называется невырожденной
(неособой),
если
.
Если же detA=0,
то она называется вырожденной
(особой).
1.1.5. Понятие об определителе n-го порядка.
Теорема 3: Определитель n-го порядка равен сумме произведений элементов любой его строки (столбца) на их алгебраические дополнения.
для строки с номером
i,
,
для элементов k-го
столбца =
